밀링 머신 헤드 트래밍과 정밀 셋업 마스터하기 (Unit 1)

학습 목표

이 단원을 완료하면 다음을 수행할 수 있습니다:

• 밀 헤드 트래밍 방법 설명
• 바이스 인디케이팅 방법 설명
• 스프링 콜렛 사용법 설명
• 클라임 밀링과 컨벤셔널 밀링의 차이 설명
• 에지 파인더 사용법 설명
• 퀵 체인지 기어박스 올바른 설정 방법 설명
• 스톡 스퀘어링 방법 설명
• 페이스 밀링 설명
• 고급 워크홀딩 설명

트래밍용 공구

다이얼 인디케이터는 두 표면 사이의 미세한 편차를 측정하는 정밀 공구입니다.

트래밍 시 척에 부착된 다이얼 인디케이터를 사용하여 밀 헤드가 밀 테이블에 대해 어떤 방향인지 판단합니다. 퀼을 조이고 풀 때 사용하는 같은 렌치로 밀 헤드의 각종 볼트를 조정할 수 있습니다.

밀 헤드 트래밍

트래밍은 밀 헤드가 밀 테이블의 X축과 Y축에 수직이 되도록 보장합니다. 이 공정은 절삭 공구와 밀링 면이 테이블에 수직이 되도록 하며, 밀링 시 불규칙한 패턴 형성을 방지합니다.

수직 밀의 헤드는 전후, 좌우로 기울일 수 있습니다. 이 조정값이 시간이 지나면 드리프트될 수 있으므로, 주기적으로 점검·조정하여 스핀들이 테이블에 수직이 되도록 해야 합니다.

트래밍 기본 절차

1. 바이스를 밀링 테이블에서 분리합니다.
2. 다이얼 인디케이터를 스핀들에 부착하고 스핀들 축에서 6인치 오프셋되도록 위치시킵니다. 인디케이터 프로브가 아래를 향하게 하십시오.
3. 밀 테이블을 올려 인디케이터와 접촉시켰을 때 0.005~0.010인치 범위를 읽도록 합니다. 이 값을 프리ロード(preload)라고 합니다.
4. 다이얼 인디케이터가 잘 보이도록 위치시키고 베젤을 제로로 설정합니다.
5. 스핀들을 손으로 돌리며 인디케이터를 관찰합니다.
6. 다이얼 인디케이터 값이 제로에 머무르면 스핀들이 정렬된 것입니다.
7. 값이 제로가 아니면 아래 절차에 따라 헤드를 트래밍합니다.

X축 트래밍 공정

1. X축(밀 벤치 전면을 바라볼 때 좌우 방향) 트래밍을 위해 밀 양쪽에 있는 6개 볼트(양쪽 각각 3개)를 밀 렌치로 풉니다.

2. 볼트를 푼 후, 손으로 조이고 밀 렌치로 ¼바퀴 더 조입니다.
3. X축을 중심으로 밀 헤드를 상하 이동시키는 조정 볼트는 밀 뒤쪽에 있습니다.

4. 두 개의 프로트랙터로 대략적 정렬을 확인합니다. 밀 헤드의 큰 프로트랙터 빨간 화살표가 밀 본체의 커브드 프로트랙터 제로 마크와 일치해야 합니다. 이는 대략적 가이드일 뿐, 정밀 정렬에는 다이얼 인디케이터 판독값이 필요합니다.
5. 다이얼 인디케이터를 테이블 뒤쪽에 위치시키고 제로 설정(프리로드 0.005~0.010인치). 밀 테이블의 깨끗한 면에서 측정하십시오. 테이블의 슬롯을 피하기 위해 테이블을 이동해야 할 수 있습니다.

6. 다이얼 제로 상태에서 스핀들을 중립으로 두고, 다이얼 인디케이터가 테이블 앞쪽에 오도록 스핀들을 회전시킵니다(이상적으로 180도 회전). 스핀들에 부착된 클램프를 잡아 다이얼의 수직 구성이 변경되지 않게 하십시오.
7. 다이얼 회전 방향을 확인하여 밀 헤드가 이동해야 할 방향을 판단합니다. 시계 방향이면 헤드를 올리고, 반시계 방향이면 내려야 합니다.

8. 위 다이어그램은 조정 볼트 이동과 밀 헤드 이동의 상관관계를 보여줍니다. 올바른 방향을 확신하면, 앞뒤 측정값 차이의 절반이 되도록 밀 헤드를 조정합니다. 예: 뒤쪽 0, 앞쪽 0.010인치라면 다이얼이 0.005인치 제로에 가까워지도록 조정.
9. 첫 조정 완료 후 다이얼 인디케이터를 다시 제로 설정합니다. 같은 위치에서 제로 하는 것을 권장하지만 필수는 아닙니다. 앞뒤 차이가 0.002인치 이내가 될 때까지 조정 과정을 반복합니다.
10. 만족스러운 판독값이 나오면 풀었던 볼트를 고르게 번갈아 조이며 정렬이 변하지 않게 합니다. 앞뒤 측정값을 재확인하여 조임 과정에서 헤드가 크게 이동하지 않았는지 확인합니다.

Y축 트래밍 공정

1. Y축 트래밍을 위해 밀 전면의 4개 볼트를 풀어 헤드 이동을 허용합니다. 볼트를 풀고 손으로 조인 뒤 ¼바퀴 더 조입니다(약간 더 조임).

2. Y축 기준 밀 헤드 좌우 이동용 조정 볼트는 아래 그림과 같습니다. 이 볼트를 시계/반시계 방향으로 돌려 헤드를 이동시킵니다.

3. Y축 트래밍용 프로트랙터의 지시 화살표는 밀 본체의 수직 프로트랙터와 접촉한 별도 플레이트에 있습니다. 이 화살표와 수직 프로트랙터의 제로를 이용해 트래밍 시작점을 추정할 수 있습니다.

4. 위 그림은 Y축 트래밍 조정 볼트가 밀 헤드에 미치는 영향을 보여줍니다. X축 트래밍과 같은 과정을 따르되, 기준점을 앞뒤가 아닌 밀 헤드 좌우로 잡습니다.
5. 조정 완료 후 헤드 볼트를 조이고 X축, Y축 측정값을 재확인합니다. 볼트 조임으로 어느 쪽 트래밍이 변경되었을 수 있습니다. 모든 측정값이 0.002인치 이내인지 확인하고, 허용 오차 초과 시 트래밍을 다시 수행해야 합니다.

바이스 인디케이팅

1. 대부분 공작물은 테이블에 클램프된 바이스에 고정됩니다.
2. 머신의 이송 축과 바이스를 정렬하여 공작물 모서리와 가공 형상이 일치하도록 해야 합니다.
3. T-볼트로 바이스를 베드에 고정하되, 바이스 조정이 가능할 정도로만 조입니다.
4. 다이얼 인디케이터를 머신 스핀들에 장착하고 프로브가 작업자 반대 방향을 향하게 합니다.
5. 스핀들을 내리고 테이블 베드를 이동시켜 바이스 고정 턱이 인디케이터에 닿을 때까지 이동합니다. 인디케이터가 반 바퀴 회전할 때까지 계속합니다.
6. 다이얼 인디케이터 베젤을 제로로 설정합니다.
7. 크로스 피드로 인디케이터를 바이스 면을 따라 이동시킵니다.
8. 바이스가 스퀘어면 인디케이터는 제로에 머뭅니다.
9. 제로가 아니면 소프트 해머로 가볍게 두드려 인디케이터 값이 이전 값의 절반이 되도록 바이스를 재정렬합니다.
10. 바이스 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 이동하며 다이얼 인디케이터가 제로를 유지할 때까지 반복합니다.
11. 바이스 방향이 바뀌지 않게 T-볼트를 단단히 조이고, 바이스 정렬을 재확인합니다.

밀링 커터 종류

1. 솔리드 생크 밀링 커터는 주로 수직 밀에 사용됩니다.
2. 키홀이 있는 밀링 커터는 주로 수평 밀에 사용됩니다.
3. 엔드 밀은 포켓, 키웨이, 슬롯 가공에 사용됩니다.
4. 2날 엔드 밀은 드릴처럼 공작물에 플런지 가공 가능합니다.
5. 2~3날은 알루미늄, 4날은 스테인리스강에 적합합니다. 날 수가 많을수록 절삭 성능은 좋아지지만 가격이 상승합니다.
6. 2날 초과 엔드 밀은 공작물에 플런지 가공하면 안 됩니다.
7. 볼 엔드 밀로 필렛을 가공할 수 있습니다.
8. 성형 밀링 커터로 라운드 에지 등 복합 형상 가공 가능합니다.

스프링 콜렛

1. 공구 교체 시 퀼을 최고 위치에서 잠급니다.
2. 브레이크를 걸고 렌치로 드로우바를 풉니다.
3. 드로우바 나사산이 콜렛에 물려 있는지 확인하십시오. 물려 있지 않으면 콜렛 해제 시 커터가 떨어져 손상될 수 있습니다.
4. 드로우바 끝을 두드려 콜렛을 스핀들에서 분리합니다.
5. 드로우바를 콜렛에서 완전히 풉니다.
6. 새 커터를 생크에 맞는 콜렛에 장착합니다.
7. 콜렛을 스핀들에 삽입하며 키웨이가 스핀들 키와 정확히 맞물리도록 합니다.
8. 한 손으로 커터를 잡고 드로우바를 콜렛에 나사 결합한 후, 브레이크를 걸고 렌치로 드로우바를 조입니다.

클라임 밀링 vs 컨벤셔널 밀링

컨벤셔널 밀링과 클라임 밀링의 차이를 아는 것은 중요합니다. 잘못된 방식 사용 시 커터 파손과 공작물 스크랩을 초래할 수 있습니다.

컨벤셔널 밀링

1. 공작물을 커터 회전 반대 방향으로 이송합니다.
2. 일반적으로 러핑 컷에 선호됩니다.
3. 클라임 밀링보다 적은 힘이 필요합니다.
4. 백래시 엘리미네이터와 타이트한 테이블 깁이 필요 없습니다.
5. 주물과 열간 압연강 가공에 권장됩니다.
6. 스케일이나 모래로 인한 경화 표면 가공에도 권장됩니다.

클라임 밀링

1. 공작물을 커터 회전 방향과 같은 방향으로 이송합니다.
2. 더 나은 피니시가 나옵니다. 칩이 공작물로 들어가지 않아 피니시가 손상되지 않습니다.
3. 픽스처 비용이 절감됩니다. 클라임 밀링은 공작물을 아래로 누르므로 단순한 홀딩 장치로도 충분합니다.
4. 칩 두께가 가장자리 근처에서 얇아지므로, 특히 취성 재료에서 에지 파손 가능성이 줄어듭니다.
5. 공구 수명 증가. 칩이 공구 뒤에 쌓여 공구 수명이 최대 50% 향상됩니다.
6. 칩 배출이 용이합니다. 칩이 커터 뒤로 떨어집니다.
7. 필요 동력 20% 감소. 더 높은 레이크 앵글 커터 사용 덕분입니다.
8. 공작물을 단단히 고정할 수 없거나 기계가 고출력을 견딜 수 없으면 권장하지 않습니다.
9. 주물과 열간 압연강 가공에는 사용할 수 없습니다.
10. 공작물이 홀딩 장치에서 빠져 커터로 끌려들어가 커터 파손과 공작물 스크랩을 초래할 수 있습니다.

스핀들 속도 설정

1. 스핀들 속도는 드라이브 트레인 구조에 따라 변경됩니다.
2. 신형 장비는 핸드 크랭크로 스핀들 속도 조절 가능합니다.
3. 속도 변경 시 스핀들이 회전 중이어야 합니다.
4. 속도(RPM)는 다이얼 인디케이터에 표시됩니다.
5. 다이얼 인디케이터에 저속/고속 두 눈금이 있습니다.
6. 레버로 기계 레인지를 변경합니다.
7. 기어가 올바르게 맞물리도록 스핀들을 약간 회전시켜야 할 때가 있습니다.

에지 파인더 사용법

1. 정밀 가공 전 공작물 모서리 위치를 찾아야 합니다. 에지 파인더가 이를 돕습니다.
2. 800~1200 RPM 스핀들 속도 권장.
3. 에지 파인더 두 절반을 약간 어긋나게 하여 회전 시 흔들리게 합니다.
4. 공작물을 에지 파인더 쪽으로 천천히 이동시킵니다.
5. 에지 파인더가 스스로 중심 잡았다가 갑자기 동심도를 잃습니다.
6. 디지털 리드아웃이 스핀들 위치를 알려줍니다.
7. 에지 파인더 직경은 0.200인치. 이 절반인 0.100인치를 더하거나 빼면 공구 중심이 됩니다.
8. 좌상단 기준 시 X축에 +0.100인치, Y축에 -0.100인치. 우상단 기준 시 X축 -0.100인치, Y축 -0.100인치.
9. 파트 레퍼런스 제로는 비트가 X, Y 축에서 제로된 상태입니다.
10. 포인티드 에지 파인더가 더 쉽지만 정밀도는 떨어집니다. 정밀도 불필요 시에만 사용하십시오.

마이크로미터 다이얼 사용법

1. 대부분 밀링 머신 수동 이송에는 마이크로미터 다이얼 인디케이터가 있습니다.
2. 이송 길이를 알면 다이얼 인디케이터를 그 값(천분위 인치)으로 설정합니다.
3. 잠금 링을 반시계 방향으로 돌려 다이얼을 자유롭게 한 후 설정하고 다시 조입니다.
4. 다이얼 설정 전 테이블 구동 메커니즘의 백래시가 해소되었는지 확인하십시오.
5. 신형 장비는 디지털 리드아웃을 갖추는 경우가 많으며, 테이블 위치를 직접 측정하므로 백래시 걱정이 없습니다.

스톡 스퀘어링

1. 직각 모서리 가공 시 완성된 에지를 바이스에 수직으로 세우고 가볍게 클램프합니다.
2. 머시니스트 스퀘어를 완성된 에지와 바이스 바닥에 대고 확인합니다.
3. 고무 망치로 가볍게 두드려 공작물을 스퀘어에 맞춥니다.
4. 바이스를 단단히 조입니다.
5. 공작물 상단 에지 밀링 준비 완료.

페이스 밀링

1. 대형 공작물에 평면을 가공해야 할 때가 잦습니다. 페이싱 커터가 최적입니다.
2. 공작물보다 약 1인치 넓은 커터를 선정해 한 패스로 페이싱을 마칩니다.

슬롯 밀링

1. 정사각 슬롯은 엔드 밀로 가공 가능합니다.
2. 한 패스로 목표 치수 ±0.002인치 이내 가공 가능합니다.
3. 목표 슬롯보다 작은 엔드 밀로 정밀 가공합니다.
4. 슬롯 측정 후 2차 패스로 목표 치수까지 확대합니다.
5. 절삭 깊이는 커터 직경을 초과하지 않아야 합니다.

고급 워크홀딩

1. V-블록으로 원형 소재를 바이스에 고정합니다. 수평·수직 모두 가능합니다.
2. V-블록에 원형 소재 클램프 시 소재 손상 우려.
   • 콜렛 블록은 원형 공작물 고정용으로 제작되었습니다.
   • 90도 간격 형상 가공 시 스퀘어 콜렛 블록 사용.
   • 60도 간격 형상 가공 시 육각 블록 사용.
3. 공작물 형상이 모서리와 평행/수직이면 셋업이 쉽습니다. 평행/수직이 아니면 셋업이 어렵습니다. 앵글 플레이트로 원하는 각도 가공 가능.
4. 바이스에 맞지 않는 부품은 홀드다운 클램프로 테이블에 직접 고정합니다.
5. 패럴렐로 공작물과 베드 사이에 간격을 만듭니다.
6. 클램프를 공작물 쪽으로 약간 기울여 고정합니다.
7. 로터리 테이블을 베드에 올려 원형 형상 가공.
   • 로터리 테이블로 공작물 회전 가능.
   • 다이얼 인디케이터로 회전 각도 정밀 제어.
8. 불규칙 형상 공작물은 볼로 고정. 작은 컷만 취해 바이스에서 공작물이 튕겨 나가지 않게 주의.

단원 평가

1. 헤드 트래밍에 사용하는 공구는?
2. X축 트래밍 과정 설명.
3. Y축 트래밍 과정 설명.
4. 바이스 인디케이팅 목적은?
5. 밀링 커터 세 가지 종류 나열.
6. 스프링 콜렛 작동 원리 설명.
7. 컨벤셔널 밀링과 클라임 밀링 차이 설명.
8. 로터리 테이블을 수직 밀 스핀들과 센터링하는 방법 간략 설명.
9. 밀링 머신 스핀들 속도 설정 방법 간략 설명.
10. 대형 공작물 면 가공에 사용하는 공구는?